[发明专利]利用光刺激视觉神经治疗阿尔茨海默病的便携式治疗仪

说明书

技术领域：本发明涉及神经生物学、生物化学、生理学、老年退行性疾病治疗等领域。

背景技术：阿尔茨海默病(Alzheimer disease，AD)，又称老年痴呆病，是一种中枢神经系统变性病，起病隐袭，病程缓慢，持续进行，难以早期发现，是老年期痴呆最常见的一种类型。AD的临床表现是进行性精神状态衰变，包括渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变、语言障碍等神经精神症状，行为失常甚至发生意识模糊等。AD严重影响了人们的社交、职业与生活功能[1]。

AD患者初始发病年龄多在50岁以后，并且AD发病率随年龄增高，65岁以上患病率约为5％，85岁以上则为20％，妇女患病率是男性患病率的3倍。AD患者通常在发病后5～6年内死于继发感染和全身衰竭。2011年，哈佛公共卫生学院(Harvard School of Public Health)公布的一份调查报告显示，在欧美主要城市人群中，AD是仅次于癌症的第二大忧患[2]。到2050年，全球AD患者人数预计从如今的0.44亿增加到1.355亿。日益增加的AD将会导致重大的经济和社会成本[3]。单在美国，阿尔茨海默病的治疗就需要花费近2,260亿美元。因此人们迫切需要新的预防、诊断和治疗手段。

AD的病因及发病机制尚未阐明。目前得到普遍认可的学说有由于Aβ-淀粉样蛋白聚集在大脑神经细胞外表面上形成的沉积斑块[4]，tau蛋白过度磷酸化形成的神经细胞内神经原纤维缠结[5]，以及神经元丢失伴胶质细胞增生等。神经原纤维缠结在神经元胞质中，这种神经原纤维缠结发展到一定程度，可使神经元变性、破坏，残留下嗜银的螺旋斑块，中间为淀粉样核心，即老年斑。Aβ-淀粉样蛋白聚集在大脑皮质和海马的沉积斑块机制最为流行，Aβ沉积斑块还见于纹状体、杏仁核和丘脑。从局部而言，Aβ-淀粉样蛋白沉积斑块是神经原纤维缠结发展到晚期的产物。此外，AD患者脑内还有神经元丧失，皮质紫褐质聚集和星形细胞增生等。

由于AD的病因及发病机制未明，目前尚无特效疗法。常用方法包括药物治疗改善认知功能及记忆障碍；对症治疗改善精神症状；良好的护理延缓病情进展。药物和康复治疗以改进认知和记忆功能，保持患者的独立生活能力，提高生存质量为目的[6]。但是这些治疗收效甚小，特别是还没有针对溶解和减少Aβ-淀粉样蛋白沉积斑块的有效药物和方法。研究表明，如果在Aβ-淀粉蛋白沉积斑块明显形成后，再针对AD的治疗效果是非常有限的[6]。迄今为止，阿尔茨海默病是处在一种无法预防、无法早期发现和无法治疗的困境。

大脑对光刺激的反应早已为人所知[7]，但是，光刺激对阿尔茨海默病人大脑的作用只是在近年得到了人们的关注[8]。

Icaccarino等人报道了一项研究结果[9]。将AD模型小鼠(5XFAD)置于黑色试验箱中，利用LED光刺激小鼠一小时：然后检测AD小鼠视觉皮层中的Aβ-可溶性蛋白以及Aβ-淀粉样蛋白沉积斑块。实验选用了六种不同的刺激方法：20赫兹调控的闪烁光、40赫兹调控的闪烁光、80赫兹调控的闪烁光、无序闪烁光、持续光、以及无光。检测结果表明，利用40赫兹调控的LED闪烁光刺激的AD小鼠有明显的不同。AD小鼠视觉皮层中的可溶性A _1-40和可溶性A _1-42表达量分别减少了57.96％和57.97％。相同的实验也在另一种AD模型小鼠(APP/PS1)实验中得到了验证。免疫组化结果还表明，5XFAD小鼠视觉皮层的小胶质细胞的数量没有变化，但是小胶质细胞的直径增加了65.8％。而利用其他五种刺激方法没有改变小鼠的可溶性A _1-40和可溶性A _1-42表达量。

在进一步的长期刺激实验中，即40赫兹闪烁光刺激小鼠，每天刺激一小时，连续刺激7天，结果还显示，与对照组(无光刺激)相比，5XFAD小鼠视觉皮层上的A沉积板块的数量减少了67.2％，A沉积板块的面积减少了63.7％。这表明，LED光刺激眼部可以改善AD小鼠的疾病状态。基于同样的原理，光刺激人眼部也可以达到同样的治疗AD患者的疾病状态。为此，本发明提供了一种利用LED光刺激眼部来治疗、改善以及预防阿尔茨海默病的便携式治疗仪。参考文献

[1]Siarkosa,K.T.et al.A Review of Pharmacological Treatments for Depression in Alzheimer’s Disease.J.Alzheimer’s Disease 48,15–34(2015)